天氣預報檢驗 強對流天氣

ICS07.060

CCSA47

中華人民共和國國家標準

GB/TXXXXX—XXXX

`

天氣預報檢驗強對流天氣

WeatherForecastVerificationSevereConvectionWeatherForecast

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（征求意見稿）

2021-10-10

在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

GB/TXXXXX—XXXX

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件由中國氣象局提出。

本文件由全國氣象防災減災標準化技術(shù)委員會（SAC/TC345）歸口。

本文件起草單位：國家氣象中心

本文件主要起草人：唐文苑周慶亮藍渝曹艷察毛旭韓旭卿

II

GB/TXXXXX—XXXX

天氣預報檢驗強對流天氣

1范圍

本文件規(guī)定了強對流天氣分類落區(qū)預報的檢驗內(nèi)容及檢驗指標的計算。

本文件適用于我國強對流天氣分類落區(qū)預報服務。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T34303—2017數(shù)值天氣預報產(chǎn)品檢驗規(guī)范

QX/T416-2018強對流天氣等級

GB/T40243-2021龍卷風強度等級

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

雷暴thunderstorm

大氣強對流造成的積雨云云中、云間或云地之間的放電現(xiàn)象。

[來源：QX/T416-2018強對流天氣等級,定義2.2]

短時強降水short-durationheavyrain

在同一個或多個中小尺度天氣系統(tǒng)相繼或連續(xù)影響下，在很短時間內(nèi)（通常不超過1小時）局地出

現(xiàn)的雨強較大的對流性降水。

[來源：QX/T416-2018強對流天氣等級,定義2.1]

對流性大風convectivewindgust

由于大氣強對流造成的地面陣性大風。若伴隨雷暴、雷雨出現(xiàn)，亦稱為雷暴大風或雷雨大風。

[來源：QX/T416-2018強對流天氣等級,定義2.4]

冰雹hail

堅硬的球狀、椎狀或形狀不規(guī)則的固態(tài)降水。

注：冰雹總是由對流云團，特別是積雨云產(chǎn)生。

[來源：QX/T416-2018強對流天氣等級,定義2.3]

龍卷風tornado

龍卷

1

GB/TXXXXX—XXXX

從積狀云底延伸到陸面或水面的快速旋轉(zhuǎn)空氣柱。

注：常表現(xiàn)為漏斗狀云體。

[來源：GB/T40243-2021龍卷風強度等級,定義3.1]

模糊檢驗fuzzyverification

針對某一格點或站點的預報結(jié)果，通過考察其周邊一定區(qū)域范圍或時間范圍內(nèi)的預報和實況觀測匹

配程度的檢驗方法，從而實現(xiàn)對預報結(jié)果接近實況程度的評估。

分類預報dichotomous（yes/no）forecast

在一定閾值條件下，某一氣象事件發(fā)生或不發(fā)生的預報產(chǎn)品。

[來源：GB/T34303—2017，定義2.5]

4檢驗對象和指標

強對流天氣預報多屬于分類預報，檢驗對象包括雷暴、短時強降水、冰雹、雷暴大風、龍卷風等強

對流天氣。檢驗指標為基于二維列聯(lián)表計算的TS評分、空報率、漏報率、命中率、預報偏差等。

5檢驗方法和指標計算

檢驗方法

采用模糊檢驗方法。

檢驗實況處理

基于所預報格點或站點一定半徑范圍的觀測實況數(shù)據(jù)進行處理。以評分格點或站點為中心，40km

為半徑的圓形覆蓋范圍內(nèi)，是否有觀測站點記錄到該類強對流天氣為實況依據(jù)，用以檢驗該評分格點或

站點預報的正確與否。

二維列聯(lián)表

基于二維列聯(lián)表進行檢驗評分的計算方法。對于某類強對流天氣的分類預報，基于實況和預報數(shù)據(jù)

序列，計算該類天氣發(fā)生數(shù)量的函數(shù)作為檢驗預報性能的指標，包括命中站（次）數(shù)（hits）、空報站

（次）數(shù)（falsealarms）、漏報站（次）數(shù)（misses）和正確否定站數(shù)（次）（correctrejections），

所構(gòu)成的二維聯(lián)合分布表，稱為二維列聯(lián)表（表1）。

表1二維列聯(lián)表

預報

實況

有無

有命中站（次）數(shù)空報站（次）數(shù)

無漏報站（次）數(shù)正確否定站（次）數(shù)

檢驗指標公式

基于二維列聯(lián)表中命中站（次）數(shù)、空報站（次）數(shù)、漏報站（次）數(shù)計算以下檢驗指標：

2

GB/TXXXXX—XXXX

TS評分（threatscore），也稱臨界成功指數(shù)，定義預報事件準確預報的比率。具體公式如下：

命中站（次）數(shù)

TS評分=··········································(1)

命中站（次）數(shù)+漏報站（次）數(shù)+空報站（次）數(shù)

命中率（POD，probabilityofdetection），定義實際發(fā)生的事件中正確預報的比率，即實況發(fā)

生，確也預報事件的情況比率。命中率可通過增加預報次數(shù)（或范圍）獲得提高，因此需要和空報率搭

配使用。具體公式如下：

命中站（次）數(shù)

命中率=·······················································(2)

命中站（次）數(shù)+漏報站（次）數(shù)

空報率（FAR，falsealarmratio），定義預報事件中空報的比率，即預報事件發(fā)生，但是實況沒

有發(fā)生的情況比率。具體公式如下：

空報站（次）數(shù)

空報率=·······················································(3)

命中站（次）數(shù)+空報站（次）數(shù)

漏報率（MAR，missalarmratio），定義實際發(fā)生事件中漏報的比率，即實況發(fā)生，但未預報事

件發(fā)生的情況比率。具體公式如下：

漏報站（次）數(shù)

漏報率=·······················································(4)

命中站（次）數(shù)+漏報站（次）數(shù)

預報偏差（Bias），定義預報事件和實際發(fā)生事件的比率，即預報事件發(fā)生站（次）與實況發(fā)生站

（次）的比率，反映是否有低估（預報偏差<1）或高估（預報偏差>1）事件的趨勢。具體公式如下：

命中站（次）數(shù)+空報站（次）數(shù)

預報偏差=·····················································(5)

命中站（次）數(shù)+漏報站（次）數(shù)

3

GB/TXXXXX—XXXX

參考文獻

[1]GB/T34303—2017數(shù)值天氣預報產(chǎn)品檢驗規(guī)范

[2]QX/T416-2018強對流天氣等級

[3]GB/T40243-2021龍卷風強度等級

[4]ForecastVerification.APractitioner’sGuideinAtmosphericScience.EditionNo.2

4

GB/TXXXXX—XXXX

目次

前言.................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語和定義.........................................................................1

4檢驗對象和指標.....................................................................2

5檢驗方法和指標計算.................................................................2

檢驗方法.......................................................................2

檢驗實況處理...................................................................2

二維列聯(lián)表.....................................................................2

檢驗指標公式...................................................................2

參考文獻..............................................................................4

I

GB/TXXXXX—XXXX

天氣預報檢驗強對流天氣

1范圍

本文件規(guī)定了強對流天氣分類落區(qū)預報的檢驗內(nèi)容及檢驗指標的計算。

本文件適用于我國強對流天氣分類落區(qū)預報服務。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T34303—2017數(shù)值天氣預報產(chǎn)品檢驗規(guī)范

QX/T416-2018強對流天氣等級

GB/T40243-2021龍卷風強度等級

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

雷暴thunderstorm

大氣強對流造成的積雨云云中、云間或云地之間的放電現(xiàn)象。

[來源：QX/T416-2018強對流天氣等級,定義2.2]

短時強降水short-durationheavyrain

在同一個或多個中小尺度天氣系統(tǒng)相繼或連續(xù)影響下，在很短時間內(nèi)（通常不超過1小時）局地出

現(xiàn)的雨強較大的對流性降水。

[來源：QX/T416-2018強對流天氣等級,定義2.1]

對流性大風convectivewindgust

由于大氣強對流造成的地面陣性大風。若伴隨雷暴、雷雨出現(xiàn)，亦稱為雷暴大風或雷雨大風。

[來源：QX/T416-2018強對流天氣等級,定義2.4]

冰雹hail

堅硬的球狀、椎狀或形狀不規(guī)則的固態(tài)降水。

注：冰雹總是由對流云團，特別是積雨云產(chǎn)生。

[來源：QX/T416-2018強對流天氣等級,定義2.3]

龍卷風tornado

龍卷

1

GB/TXXXXX—XXXX

從積狀云底延伸到陸面或水面的快速旋轉(zhuǎn)空氣柱。

注：常表現(xiàn)為漏斗狀云體。

[來源：GB/T40243-2021龍卷風強度等級,定義3.1]

模糊檢驗fuzzyverification

針對某一格點或站點的預報結(jié)果，通過考察其周邊一定區(qū)域范圍或時間范圍內(nèi)的預報和實況觀測匹

配程度的檢驗方法，從而實現(xiàn)對預報結(jié)果接近實況程度的評估。

分類預報dichotomous（yes/no）forecast

在一定閾值條件下，某一氣象事件發(fā)生或不發(fā)生的預報產(chǎn)品。

[來源：GB/T34303—2017，定義2.5]

4檢驗對象和指標

強對流天氣預報多屬于分類預報，檢驗對象包括雷暴、短時強降水、冰雹、雷暴大風、龍卷風等強

對流天氣。檢驗指標為基于二維列聯(lián)表計算的TS評分、空報率、漏報率、命中率、預報偏差等。

5檢驗方法和指標計算

檢驗方法

采用模糊檢驗方法。

檢驗實況處理

基于所預報格點或站點一定半徑范圍的觀測實況數(shù)據(jù)進行處理。以評分格點或站點為中心，40km

為半徑的圓形覆蓋范圍內(nèi)，是否有觀測站點記錄到該類強對流天氣為實況依據(jù)，用以檢驗該評分格點或

站點預報的正確與否。

二維列聯(lián)表

基于二維列聯(lián)表進行檢驗評分的計算方法。對于某類強對流天氣的分類預報，基于實況和預報數(shù)據(jù)

序列，計算該類天氣發(fā)生數(shù)量的函數(shù)作為檢驗預報性能的指標，包括命中站（次）數(shù)（hits）、空報站

（次）數(shù)（falsealarms）、漏報站（次）數(shù)（misses）和正確否定站數(shù)（次）（correctrejections），

所構(gòu)成的二維聯(lián)合分布表，稱為二維列聯(lián)表（表1）。

表1二維列聯(lián)表

預報

實況

有無

有命中站（次）數(shù)空報站（次）數(shù)

無漏報站（次）數(shù)正確否定站（次）數(shù)

檢驗指標公式

基于二維列聯(lián)表中命中站（次）數(shù)、空報站（次）數(shù)、漏報站（次）數(shù)計算以下檢驗指標：

2

GB/TXXXXX—XXXX

TS評分（threatscore），也稱臨界成功指數(shù)，定義預報事件準確預報的比率。具體公式如下：

命中站（次）數(shù)

TS評分=··········································(1)

命中站（次）數(shù)+漏報站（次）數(shù)+空報站（次）數(shù)

命中率（POD，probabilityofdetection），定義實際發(fā)生的事件中正確預報的比率，即實況發(fā)

生，確也預報事件的情況比率。命中率可通過增加預報次數(shù)（或范圍）獲得提高，因此需要和空報率搭

配使用。具體公式如下：

命中站（次）數(shù)

命中率=······························